Universidad de Santiago de ChileDepartamento de Ingeniera QumicaMecnica de FluidosPre informe: Transporte de Cantidad de Movimiento.Integrantes:Rafael Berrios (rafael.berrios@usach.cl)David Figueroa (david.figueroa@usach.cl)Vivian Fuentes (vivian.fuentes@usach.cl)Ingeniera en Biotecnologa

Objetivo GeneralDeterminar el modelo reolgico de un lavaloza y un aceite.

Objetivos EspecficosDeterminar los modelos reolgicos del lavaloza y el aceite usando un viscosmetro de Brookfield.Determinar la viscosidad de los fluidos empleando la Ley de Stokes.

TeoraLos viscosmetros rotacionales son tiles en un amplio intervalo de viscosidades y particularmente valiosos para el estudio de sistemas no newtonianos. Normalmente se emplean en el campo superior a 50 poises, aunque su uso es satisfactorio aun en los gases. Para trabajos de mayor precisin (superior a 0.1%), su diseo y construccin se hacen difciles sin embargo, para trabajos de rutina en los cuales la precisin es menos esencial, son sencillos y cmodos.

El viscosmetro de Brookfield posee un cilindro o un disco que rota, por medio del cual se mide el esfuerzo de rotacin para vencer la resistencia viscosa por el movimiento producido. Esto se logra por medio del manejo del elemento de inmersin llamado spindle (uso, aguja), a travs de un resorte de berilium cobre, el cual es presionado a un grado indicndolo por la posicin del indicador rojo en la pantalla del viscosmetro, que es proporcional a la viscosidad del fluido para cualquier velocidad y spindle dado.

El viscosmetro es capaz de medir sobre un nmero de rangos para dar la resistencia de avance o la reflexin del resorte (torcimiento). La viscosidad es proporcional a la velocidad de la aguja y esta relaciona el tamao y forma. Para un material de viscosidad dada, la resistencia al avance ser mayor como mayor sea la aguja y/o el incremento de la velocidad rotacional. El rango mnimo de viscosidad se obtiene con la aguja ms grande a la mayor velocidad, el mximo rango se obtiene por el uso de la aguja ms pequea a la menor velocidad. Las mediciones usando la misma aguja a diferentes velocidades se usa para detectar y evaluar propiedades reolgicas del material en prueba.Los discos ms grandes (#1, 2, 3) generalmente se utilizan para materiales de menor viscosidad, mientras que, los discos ms pequeos (#4, 5, 6,7) se utilizan para materiales de mayor viscosidad.

Para obtener la Viscosidad de un fluido a partir de la Ley de Stokes se debe tener en cuenta que esta considera la Fuerza de Friccin de un objeto esfrico inmerso en el fluido viscoso al que se le determinara su viscosidad, con la condicin de que exista un Rgimen Laminar, esto derivado de tener un bajo nmero de Reynolds (Re).

Factores del Viscosmetro de Brookfield modelo RVT

MODELO: RV

N de disco1234567FACTOR

VELOCIDAD ROTACIONAL (rpm.)0.52002M4M8M20M80M

11001M2M4M10M40M

2505001M2M5M20M

2.5404008001.6M4M16M

4252505001M2.5M10M

5202004008002M8M

1010401002004001M4M

20520501002005002M

5028204080200800

10014102040100400

M=1000

Viscosidad de aceites:AceiteViscosidad dinmica 40C (Ns/m2)Viscosidad dinmica 40C (CPS)

Ricino0.2390239

Girasol0.025725.7

Colza0.030030

Soya0.029229.2

Viscosidad de Lavalozas Lquido: 500 CPS

Metodologa de clculo, variables y parmetros

1. Viscosmetro de Brookfield.

El viscosmetro de Brookfield, funciona con el principio de la viscosimetra rotacional (fuerza requerida para hacer girar un objeto a velocidad constante inmerso en un fluido). El objeto en este viscosmetro es un spindle o vstago.

La eleccin del vstago es de gran importancia para los resultados, depende de la viscosidad ya conocida o terica del fluido con el que se trabajar. Estos vstagos estn numerados del 1 al 7, siendo el 1 el ms grueso.

El vstago inmerso en el fluido es de altura h y radio r, el cual est suspendido a un alambre de torsin produciendo un torque como resultado de las fuerzas viscosas del fluido. Este torque es igual a:

T: torque.h: altura del vstago.F: tensor de esfuerzo al radio r.Este viscosmetro registra viscosidad aparente (), porcentaje de torque (%), torque mximo (max), temperatura (T) y velocidad angular (). De donde resulta la ecuacin de esfuerzo de corte:

max: torque mximo.%: porcentaje de torque.Tambin, sabiendo el valor de esfuerzo de corte, se puede calcular deformacin del fluido (S), con la siguiente ecuacin:

2. Mtodo de Stokes.

Esta ley puede representarse por la siguiente ecuacin:

R= radio de la esfera. v= velocidad = viscosidad del fluido

A partir de las fuerzas que actan sobre la esfera, podemos obtener la siguiente expresin equivalente a la fuerza peso:

Donde son la densidad y volumen de la esfera.

Para obtener el empuje (E) se ocupa una ecuacin similar, pero esta vez la densidad es la del fluido

En el balance de fuerzas de este mtodo, se obtiene que la fuerza Peso es igual a la suma del Empuje y la Friccin, luego, queda de la siguiente forma:

Finalmente la ecuacin anterior nos sirve para determinar la Viscosidad, quedando expresada a continuacin:

Bibliografahttp://www.convertworld.com/es/viscosidad-dinamica/http://www.limpiamaslimpio.cl/?page_id=160http://cbi.izt.uam.mx/iq/lab_mec_de_fluidos/Practicas%20Laboratorios/PRACTICA2.pdf